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Dynamo und Regler bei den Citroën Traction Avant Modellen

Am 16. März 2013 wurde in Benken ein Elektrik-Kurs mit Bezug auf die Traction Avant unter der Leitung von Daniel Eberli und Karel Beukema toe Water durchgeführt. Nachstehende eine Zusammenfassung der Kurserkenntnisse.

Tomáš Pešek

Regler

Dieses Dokument entstand durch die Synthese von den im Kurs übermittelten
Informationen, Literatur über Autoelektrik und meinen fast vergessenen
Kenntnissen (die ich auffrischen musste, aber es ging besser als erwartet).

1) Richtige Kombination Lichtmaschine - Regler
Eigentlich sollte die Lichtmaschine mit dem Regler als eine Einheit betrachtet
werden. Die beiden Komponenten sind aufeinander genau angepasst und
demzufolge nicht frei umtauschbar. Die folgende Tabelle zeigt die offiziellen
Kombinationen beider Komponenten für die unterschiedlichen Epochen der
Herstellung der Traction Avant 7 und 11CV:

Kombination Regler-Lichtmaschine bei der Traction Avant

Es ist aber möglich, dass Eure Tractions irgendwann nachgerüstet wurden:
Ich habe z.B. auf meiner (Jahrgang 1952 nach Juli) einen Regler & Dynamo
von Paris-Rhône…..
Aus den unterschiedlichen Traction-Foren geht hervor, dass die Frage des
geeigneten Satzes Lichtmaschine/Regler überhaupt nicht trivial ist - es herrscht eher
eine globale Unsicherheit und Chaos.
Ich persönlich glaube, dass der Katalog der Ersatzteile (die Nummerierung
wurde in der obenstehenden Beispiel-Tabelle verwendet) hier helfen kann.
Als Beispiel zeige ich den Satz Dynamo/Regler für die Tractions hergestellt ab Juni 1953 (siehe auch die obenstehende Tabelle) : Wir stellen
fest, dass die Wagen mit drei unterschiedlichen Reglertypen und Limas
von Paris-Rhône oder Ducellier ausgerüstet wurden:

Dynamo-Regulateur Ducellier

Ich glaube, dass wir die geeignete Kombination auch bestimmen können.

Dynamo Paris Rhône

Wenn wir diese Informationen mit der obenstehenden Tabelle vergleichen,
können wir auch die richtige Wahl treffen….

2) Arbeitsweise Dynamo – Regler
Zuerst die vereinfachte Schaltung unseres Systems bei der TA :

Arbeitsweise Dynamo Regler

Wie ersichtlich, ist das Ampèremeter unseres Armaturenbretts fähig, die Ladung (Zeiger an der C-Seite) und/oder Entladung der Batterie (Zeiger an der D–Seite) zu messen (positiver oder negativer Bereich). Aus diesem Schema geht vor, dass sich die Batterie beim Motor-Stillstand und ausgeschalteten Verbrauchern über das gelbe Kabel Dynamo – Regler theoretisch entladen könnte : Daher die erste Funktion des Reglers:

I) Beim Motorstillstand die Batterie vom Dynamo trennen
Beim Motorlauf die Verbindung wieder herstellen ->

Rückstrom (Aus)Schalter

Weiter, beim laufenden Motor, wird der Regler die Batterie aufladen. Weil die Intensität des aufladenden Stroms von der Drehzahl der Lima, des Ladungszustandes der Batterie und von der Leistung eingeschalteter Verbraucher (samt Zündkreises des Motors) stark abhängig ist und erheblich schwanken kann, brauchen wir, damit wir einen einigermassen optimalen Batterie-Ladestrom erzielen können,

II ) einen Regler

Shunt-Schaltschema Regler-Dynamo ( B – negativ geregelt ):

Shunt-Schaltschema Regler-Dynamo

Der Regler besteht aus zwei Relais (Regler-Spule und Schalter-Spule), welche die Kontakte 2a und 1a öffnen oder schliessen. Die Schaltzungen 2 und 1 der Kontakte sind mit vorgespannten Rückstellfedern ausgestattet, welche bei ruhendem Regler (Dynamo dreht nicht)
- den Kontakt 2a in die untere Stellung (2a geschaltet direkt auf die Masse) zwingen
- den Kontakt 1a in die untere Stellung (Verbindung Dynamo-Batterie unterbrochen) zwingen

Sobald der Dynamo mit dem Anlassen des Motors dreht, verursacht die bleibende
Magnetisierung der Erregerpolschuhe (magnetische Remanenz) eine schwache Produktion der Ströme ID und IE (1a und 2a immer noch in der ursprünglichen Stellung):

IE verstärkt die Induktion in der Erregerwicklung (EW)und ID fliesst als I1 durch den Widerstand R1. I2 bleibt auf 0 Ampère wegen dem immer noch geöffneten Kontakt 1a.

Mit steigenden Induktion der Erregerwicklung (EW) und Drehzahl steigt auch ID (I1) und magnetisiert die Schalter-Spule: Wenn die Spannung (gemessen relativ zur Masse) im Punkt 3 (produziert vom Strom ID) einen bestimmten Wert, leicht höher als die Batteriespannung 6V, erreicht, überwindet die magnetische Schalterspule-Kraft F die Federrückstellkraft der Schaltzunge 1 und der Kontakt 1a schliesst - der Dynamo ist mit dem + Pol der Batterie verbunden und der Lade- (und Regelungs-) Prozess kann starten:

Regler-Dynamo-Schema


Prinzip der Regelung :
Sobald 1a geschaltet ist, bleibt er geschlossen bis der Motor wieder ausgeschaltet wird
(d.h. der Dynamo kommt zum Stillstand, I1 und I2 werden 0, die Spulenkraft F wird massiv auf die kleine bleibende Magnetisierungskraft reduziert, welche durch die Rückstellfeder überwunden wird und der Kontakt 1a öffnet sich)

Beim geschlossenem Kontakt 1a ( Regler aktiv) wird der durch Lima produzierte Strom ID durch den variablen magnetischen Fluss der Erregerwicklung (EW) gesteuert:
Der Kontakt 2a nimmt je nach der Stromintensität ID drei unterschiedlichen Stellungen an:

  1. Schwache Spannung des Punktes 3 (kleine Motordrehzahlen, viele Verbraucher
    eingeschaltet) :
    Die Ströme I1 , I2 sind niedrig, d.h. die magnetische Kraft der Reglerspule ist schwach, die Rückstellkraft der Feder 2 zwingt den Kontakt in die untere Position.
    Die Erregerwicklung ist an die Masse kurzgeschlossen (wie beim Anfangszustand), der Erregerwicklungs-Widerstand sinkt, der Erregerwicklungsstrom steigt, d.h. der magnetische Fluss wird stärker und der produzierte Strom ID wiederum steigt wie die Spannung bei Punkt 3.

  2. Normale (Regel-)Spannung im Punkt 3 ( etwa 7.2 V) (normale Drehzahl, normaler
    Zustand der Batterie, normaler Leistungsverbrauch):
    Normale magnetische Kraft der Reglerspule durch die Ströme I1 , I2 ist im Gleichgewicht mit der Feder-Rückstellkraft, d.h. 1a ist in der Mittelposition (siehe Zeichnung oben):
    Die Erregerwicklung ist in diesem Fall nicht mehr kurzgeschlossen, sondern über den Regler-Widerstand RE an die Masse angeschlossen. Der magnetische Fluss ist also normal und der Dynamo produziert den normalen nominalen Strom ID. Dies ist eigentlich die nominale Auslegungssituation des Reglers mit dem normalen Ladestrom.

  3. Spannung im Pkt. 3 zu hoch (hohe Motorendrehzahl, keine zusätzliche Verbraucher (Licht) eingeschaltet):
    Produzierter Strom ID viel zu hoch - die magnetische Kraft der Reglerspule überwindet die Federkraft und der Kontakt 1a schliesst in der oberen Position:
    Die Spannung der Erregerwicklung wird 0, der magnetische Fluss fällt auf seinen
    Remanenzwert und der produzierte Strom ID wird schlagartig reduziert.


Im realen Dynamobetrieb mit Beschleunigungen und Verzögerungen des Motors schwankt der Kontakthebel sehr rasch zwischen diesen drei Positionen, aber die starken Stromschwankungen sind geglättet durch die Präsenz der induktiven Wicklungen des Erregers und der beiden Spulen, so dass der produzierte ID

Beispiel aus meiner Erfahrung:
Ich war unterwegs mit schwach geladener Batterie (Motor 3000 U/min, keine Verbraucher) und der Ampèremeter zeigte auf gut 60% der Ladeskala. Über Nacht habe ich meine Batterie in der Garage geladen. Am nächsten Tag unter gleichen
Fahrbedingungen hat der Ampèremeter nur auf 20% der Ladeskala gezeigt.

Physikalische Interpretation:
Die Batterie verhält sich beim Laden -anders als andere typische Verbraucher (z.B. Licht oder Scheibenwischermotor) - nicht ohmisch-induktiv. Nachststehendes Diagramm zeigt die Spannung und den Ladestrom der Batterie als Funktion der Ladezeit:

Spannung und Ladestrom


Mit steigender Ladung der Batterie sinkt (bei konstanter Spannung ) der Ladestrom,
d.h. bei schwach geladener Batterie sieht man auf der Ampèremeteranzeige dass der Ladestrom hoch ist.
Bei der über Nacht geladenen Batterie ist bei gleicher Dynamospannung (Pkt.3)
der Ladestrom wesentlich kleiner.

3) Wartung und Kontrolle des Systems (B System – Lima negativ geregelt, 6V wie bei Tration Avant)

A) Einfacher Test der Lichtmaschine mit Vormagnetisierung ( Wiederherstellung der magnetischen Remanenz, notwendig zum Lichtmaschinenstart beim Motoranlassen) der Erreger-Polschuhen :

  1. Entfernen des Lima Antriebriemens
  2. Entfernen des Reglerdeckels
  3. Manuelles Einschalten des Schalters 1a
    -> Funktionierendes System i.O. -> Lichtmaschine soll als Motor laufen…..
    -> wenn nicht, System nicht funktionell
  4. Test beenden: Unterbrechen der Masse-Verbindung der Batterie
    -> Speisekreis Batterie – Regler- Lima (Ströme I1 und I2 fliessen diesmal von
    Batterie zu D+ ) unterbrochen, Lichtmaschine steht und der Kontakt 1a wird öffnen

B) Einfacher allgemeiner Test des Systems Lichtmaschine-Regler (6V) mit dem Ampèremeter und
Voltmeter (vor dem Test sicherstellen, dass Regler und Lichtmaschine eine gute Massenverbindung haben)

-> wenn System mehr oder weniger in Ordnung:
Voltmeter c.a. 7 – 7.2 V, Ampèremeter bei der Beschleunigung ca. 20A
(Spitzenwert), nach der Beschleunigung sinkt und stabilisiert sich der Strom bei ca. 5A.

Falls die Spannung bei 6V bleibt oder der produzierte Strom schwach ist , ist weiterer Test des Ladesystems notwendig:

B1) weiterer Test des Ladesystems

  1. Entfernen der Verbindung Exc(Lichtmaschine) – Exc(Regler)
  2. Verbinden Exc(Lichtmaschine) mit der Masse
  3. Motor anlassen, beschleunigen:

Falls die Spannung (Voltmeter) und Strom (Ampèremeter) steigen/reagieren,
ist Lichtmaschine i.O. und das Problem, welches beim Test B festgestellt wurde, liegt beim Regler.

Falls keine Reaktion des Volt- und/oder Ampèremeters, ist Lichtmaschine nicht i.O.

Falls wir versuchen, die Testschaltungen mit der oben gebildeten Dynamo–Regler
Schaltung nachzubilden, könnten wir auch die Ursachen leichter sehen….